北京2021年8月12日 /美通社/ -- 從飛馳的地鐵，到熱騰騰的飯菜，甚至指尖傳遞的訊息，每一天，人類正常生活的運(yùn)轉(zhuǎn)都離不開能源，而能源的供應(yīng)離不開油氣勘探。
作為全球最重要的能源化工企業(yè)，中石化始終走在能源勘探的前列。從深海海底到高聳的高原、甚至人跡罕至的沙漠，中石化探索能源的腳步從未停止。勝利油田、中原油田、江漢油田······一代代中石化物探人秉承王進(jìn)喜的“鐵人精神”，跋山涉水、蓽露藍(lán)蔞，用腳步丈量祖國大地，用智慧探尋地球深處的寶藏，奇跡般地勘探出一個(gè)個(gè)寶貴的油田。
中石化連續(xù)多年蟬聯(lián)中國最大的成品油和石化產(chǎn)品供應(yīng)商、全球第一大煉油公司，能夠持續(xù)取得如此輝煌成績，得益于中石化始終堅(jiān)持科技創(chuàng)新，將最前沿科技應(yīng)用到石油勘探開發(fā)第一線，大力推進(jìn)人工智能軟件和智慧算力平臺(tái)在石油勘探領(lǐng)域的應(yīng)用，助力油氣勘探開發(fā)“增儲(chǔ)上產(chǎn)”和“提質(zhì)增效”，加速石油化工行業(yè)智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型。
智慧勘探，需要強(qiáng)大的算力感知地球脈動(dòng)
油氣勘探是開采第一步。放炮和用震源車重?fù)舸蟮貋碇圃烊斯さ卣鹗翘綔y地下油氣最常用的方法，一次人工地震產(chǎn)生的沖擊波直達(dá)地下幾千米后，再反射回接收裝置。這上下穿梭的地震波，就蘊(yùn)藏著石油和天然氣的密碼。但是想破解這些密碼，就需要采集、分析和處理大量地震波數(shù)據(jù)，就如同給大地做CT，繪制出地下幾千米的地質(zhì)構(gòu)造圖，挖掘出儲(chǔ)存石油和天然氣的藏寶地。
受限于設(shè)備和匱乏的數(shù)據(jù)，物探人往往花費(fèi)很多時(shí)間翻山越嶺，也不一定能勘探到油氣，時(shí)常一無所獲?，F(xiàn)在，大數(shù)據(jù)和智能設(shè)施的高速發(fā)展，能夠更精確高效繪制地下地質(zhì)構(gòu)造圖，不僅提高了勘探效率和成功率，同時(shí)使物探人能夠勘探之前難以勘探的頁巖等復(fù)雜地質(zhì)，大大解放了物探人的腳步，勘探出更多油氣資源。
中石化物探技術(shù)研究院作為推動(dòng)大數(shù)據(jù)和人工智能在石油勘探領(lǐng)域應(yīng)用的先行者，創(chuàng)建物探大數(shù)據(jù)平臺(tái)，具備自身特色的地震資料采集、處理和解釋技術(shù)一體化智能勘探軟件平臺(tái)。在高密度地震勘探、可控震源高效采集、深層—超深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層成像與描述、致密碎屑巖“甜點(diǎn)”識(shí)別、非常規(guī)一體化和軟硬件研發(fā)等技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展，有力支撐了中國石化重點(diǎn)領(lǐng)域油氣勘探開發(fā)。
雖然高精度三維地震、高密度單點(diǎn)地震勘探技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用能夠采集到更多數(shù)據(jù)，對(duì)于“藏寶地”的鎖定越來越精確、高效。但是隨之而來的卻是巨量樣本分析和資源多級(jí)調(diào)度管理的挑戰(zhàn)。首先，物探過程將產(chǎn)生高達(dá)PB級(jí)數(shù)據(jù)量，項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)增量至20TB以上，單個(gè)處理文件達(dá)到200GB以上，而且處理過程的中間步驟多，產(chǎn)生大量的臨時(shí)文件和中間結(jié)果數(shù)據(jù)，需要為一個(gè)作業(yè)分配超過原始數(shù)據(jù)10倍的存儲(chǔ)空間；其次，隨著逆時(shí)深度偏移、全波形反演等計(jì)算密集型技術(shù)所帶來的1023~1024數(shù)量級(jí)計(jì)算量，物探信息處理面臨千萬億次計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部署的挑戰(zhàn)；最后，在智能勘探軟件應(yīng)用中，并行化對(duì)于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和帶寬的要求越來越高，需要25Gb甚至IB高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)支持。
像水電一樣供給算力，打造油氣勘探的智慧新動(dòng)能
為應(yīng)對(duì)油氣勘探海量數(shù)據(jù)處理和勘探平臺(tái)智能化升級(jí)的挑戰(zhàn)，中石化物探院與浪潮公司聯(lián)合創(chuàng)新，對(duì)中石化大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行全面提升。浪潮為中石化定制化設(shè)計(jì)智能一體化AI服務(wù)器集群，強(qiáng)大的智慧算力將平臺(tái)算力提升至1.9億億次/秒，存儲(chǔ)擴(kuò)容至37PB，疊前時(shí)間偏移資料年處理能力為30000平方千米，憑借智慧算力大大緩解了巨量樣本分析的挑戰(zhàn)；同時(shí)，為解決大數(shù)據(jù)量吞吐的難題，浪潮為中石化物探院定制化設(shè)計(jì)的AI服務(wù)器集群，為每臺(tái)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)均配置高速互聯(lián)核心網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮各個(gè)節(jié)點(diǎn)的性能，實(shí)現(xiàn)AI服務(wù)器集群全節(jié)點(diǎn)全線速互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)低，滿足大吞吐量的數(shù)據(jù)訪問要求。
中石化物探院智算平臺(tái)現(xiàn)有計(jì)算節(jié)點(diǎn)增至2600多個(gè)，充沛的計(jì)算節(jié)點(diǎn)及強(qiáng)大的智慧算力，使平臺(tái)不但能滿足自身巨量樣本分析，同時(shí)可以面向油田企業(yè)和下游科研單位提供智慧算力共享及資源共享服務(wù)，像用水電定量輸出算力，實(shí)現(xiàn)各級(jí)單位算力的按需供應(yīng)。在統(tǒng)一的智慧算力平臺(tái)上，分散建設(shè)的計(jì)算力資源形成了統(tǒng)一資源池，多種專業(yè)軟件可進(jìn)行快速部署和統(tǒng)一調(diào)度，各油田企業(yè)可跨區(qū)域進(jìn)行算力及數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用協(xié)同，使得資源使用效率提升了30%，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)軟硬件資源、智慧算力資源的有效整合，滿足地球物理專業(yè)應(yīng)用集中管理和遠(yuǎn)程應(yīng)用需求。中石化物探院智算平臺(tái)現(xiàn)現(xiàn)已支撐了元壩、順北等大型油氣田的勘探和開發(fā)，支撐了RTM、FWI等智能化地球物理技術(shù)的市場化應(yīng)用，拓展了中石化下游科研單位數(shù)值模擬研究的維度和深度。
加速石油勘探智能化創(chuàng)新
在加速大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)在油氣勘探領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新層面，中石化物探院率先搭建了地震處理解釋一體化智能平臺(tái)π-Frame。π-Frame智能軟件平臺(tái)集成了近百個(gè)地震數(shù)據(jù)批處理模塊和數(shù)十個(gè)交互應(yīng)用模塊，擁有130余個(gè)功能模塊，具大規(guī)模、多用戶、數(shù)據(jù)并行、多維多機(jī)并行等特點(diǎn)，對(duì)計(jì)算力及運(yùn)維管理有極高的要求。
對(duì)此，中石化物探院與浪潮公司聯(lián)合創(chuàng)新，攜手打造了定制設(shè)計(jì)一體化AI服務(wù)器集群，可以支持PB級(jí)大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練和推理需求。同時(shí)，通過可視化模型分析，有效解決集群整體性能瓶頸；兼顧監(jiān)控管理和作業(yè)調(diào)度，解決異常節(jié)點(diǎn)定位與負(fù)載均衡問題，模塊性能分析速度大幅提升的同時(shí)滿足多用戶、多維度、并行計(jì)算的要求。此外，通過AIStation 人工智能開發(fā)管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于人工智能應(yīng)用的模板化構(gòu)建，加速π-Frame實(shí)現(xiàn)快速部署及推廣智能化軟件。
從在未知的大地上人力鐵鍬徒手勘探，到集勘探數(shù)據(jù)采集、處理和解釋技術(shù)一體化智能勘探平臺(tái)，可以給大地做CT，生成地下幾千米地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖形，甚至快速生成地下3D模型，中石化的發(fā)展經(jīng)歷篳路藍(lán)縷的開拓，到堅(jiān)持科技創(chuàng)新，以大數(shù)據(jù)和智能化推動(dòng)能源勘探行業(yè)智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型。未來，中石化將繼續(xù)與浪潮合作，打造能源勘探行業(yè)新標(biāo)桿，推動(dòng)人工智能軟件大面積應(yīng)用，助力能源勘探開發(fā)“增儲(chǔ)上產(chǎn)”和“提質(zhì)增效”，加速石油化工行業(yè)智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型，為保障國家能源穩(wěn)定供應(yīng)貢獻(xiàn)力量。
